[发明专利]一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置及其检测方法

说明书

本发明公开了一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置及其检测方法，检测装置包括通过螺栓和丝杠螺母相连的第一卡盘和第二卡盘，第一卡盘和第二卡盘中部相对应的设有用于穿设滚珠丝杠的连接孔，第一卡盘上设有矩形卡槽，第二卡盘上设有与矩形卡槽相契合的矩形卡齿，连接孔的周围等间距的环绕设置有四个测试孔，测试孔内固定有用于检测滚珠丝杠弯曲挠度的应力测试柱。利用装卡在卡盘上的四个应力测试柱的变形间接计算出滚珠丝杠的变形，应力测试柱的变形通过柱体上粘贴的全桥应变片来测量出来，检测装置的软件系统通过对应变片的变形数据处理，可实时评价出滚珠丝杠的弯曲挠度值。该发明不仅能够实时反应滚珠丝杠的弯曲挠度，还能节约大量的成本。

技术领域

本发明涉及滚珠丝杠测试装置及方法，具体的说，是涉及一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置及其检测方法。

背景技术

现在进入21世纪，现代机床日益向着自动化、高速化、精密化、柔性化、智能化的发展(张伯霖.加工中心的高速化及其应用[J].世界制造技术与装备市场,2002,01:35-39+8.)。精密化作为机床的重要发展方向之一，不仅影响机床本身的性能也影响着加工件的质量。滚珠丝杠作为数控机床的主要传动件之一，其传动精度直接影响着机床的精度。如图1所示，丝杠在制造、安装和工作过程中存在误差，致使滚珠丝杠产生弯曲挠度，实际轴线与理想轴线不重合，横截面形心沿与轴线垂直方向产生线位移。由于滚珠丝杠工作方式的的特殊性，难以直接用精密的测量仪器检测其工作过程中的挠度，且目前测量滚珠丝杠弯曲挠度的装置较少。所以，开发一种间接检测丝杠挠度变化的装置是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置及其检测方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置，包括通过螺栓和丝杠螺母相连的第一卡盘和第二卡盘，第一卡盘和第二卡盘中部相对应的设有用于穿设滚珠丝杠的连接孔，所述第一卡盘上设有矩形卡槽，所述第二卡盘上设有与所述矩形卡槽相契合的矩形卡齿，所述连接孔的周围等间距的环绕设置有四个测试孔，所述测试孔内固定有用于检测滚珠丝杠弯曲挠度的应力测试柱。

所述应力测试柱上设有四个用于黏贴应变片的矩形平面，矩形平面边缘设置有用于固定应变片连接线的凸出槽。

所述矩形平面的尺寸为18mm×10mm。

所述第一卡盘和第二卡盘的直径为100mm。

检测装置的厚度为42mm。

所述一种滚珠丝杠弯曲挠度检测装置的检测方法，包括以下步骤：

(1)四个应力测试柱分别为第一应力测试柱、第二应力测试柱、第三应力测试柱和第四应力测试柱，其中第一应力测试柱和第三应力测试柱布置在Y方向上，第二应力测试柱和第四应力测试柱布置在X方向上，应力测试柱上、下表面的应变片的应变反映滚珠丝杠在Y方向上的弯曲挠度，应力测试柱的左、右表面应变片的应变反映滚珠丝杠在X方向上的弯曲挠度；

(2)四个应力测试柱上的应变片布置为全桥形式，当四个应力测试柱全接应变片时称为全桥；此时电桥的输出电压是单桥输出电压的4倍，灵敏度也是单桥的4倍；

(3)Y向的丝杠弯曲挠度通过第一应力测试柱和第三应力测试柱的上下表面应变值计算，X向的丝杠弯曲挠度通过第二应力测试柱和第四应力测试柱的左右表面应变值计算。

步骤(2)应力测试柱中采用电路补偿法来补偿环境温度对应变片阻值变化带来的影响，并在全桥形式下的应变片上贴有温度补偿片，用于消除由于温度变化带来的应变。